多线程详解-优快云博客

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/StartOn2020/article/details/105941041

多线程详解

线程简介

任务、进程、线程、多线程

程序是指令和数据的有序集合，其本身没有任何运行的含义，是一个静态的概念。
进程则是执行程序的一次执行过程，它是一个动态的概念。是系统资源分配的单位
通常在一个进程中可以包含若干个线程，当然一个进程中至少有一个线程, 不然没有存在的意义。线程是CPU调度和执行的的单位。

核心概念

线程就是独立的执行路径;
在程序运行时，即使没有自己创建线程，后台也会有多个线程，如主线程，gc线程;
main()称之为主线程，为系统的入口，用于执行整个程序;
在一个进程中，如果开辟了多个线程，线程的运行由调度器安排调度，调度器是与操作系统紧密相关的，先后顺序是不能人为的干预的。
对同一份资源操作时，会存在资源抢夺的问题，需要加入并发控制;
线程会带来额外的开销，如cpu调度时间，并发控制开销。
每个线程在自己的工作内存交互，内存控制不当会造成数据不一致

线程实现(重点)

线程创建

Thread class

自定义线程类继承Thread类
重写==run()==方法，编写线程执行体
创建线程对象，调用==star()==方法启动线程

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Runnable(重要)

定义MyRunnable类实现Runnable接口
==实现run()==方法，编写线程执行体
创建线程对象，调用==start()==方法启动线程

package com.kuang.demo01;

/**
 * @author PeiroJack
 * @create 2020-05-02 20:51
 */
//创建线程方式2:实现runnable 接口,重写run方法,执行线程需要丢入runnable接口实现类,调用start方法
public class TestThread3 implements Runnable{
    @Override
    public void run() {
        //run方法线程体
        for (int i = 0; i < 200; i++) {
            System.out.println("我在看代码---"+i);
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        //main线程,主线程

        //创建一个Runnable接口的实现类对象
        TestThread3 testThread3 = new TestThread3();

        //创建线程对象,通过线程对象来开启我们的线程,代理
//        Thread thread = new Thread(testThread3);
//
//        thread.start();

        new Thread(testThread3).start();

        for (int i = 0; i < 1000; i++) {
            System.out.println("我在学习多线程---"+i);
        }
    }
}

继承Thread类

◆子类继承Thread类具备多线程能力

◆启动线程:子类对象. start()

◆不建议使用:避免OOP单继承局限性

实现Runnable接口

◆实现接口Runnable具有多线程能力

◆启动线程:传入目标对象+ Thread对象.start()

◆推荐使用:避免单继承局限性，灵活方便，方便同一个对象被多个线程使用

案例:龟兔赛跑-Race

首先来个赛道距离，然后要离终点越来越近
判断比赛是否结束
打印出胜利者
龟兔赛跑开始
故事中是乌龟赢的，兔子需要睡觉，所以我们来模拟兔子睡觉
终于，乌龟赢得比赛

package com.kuang.demo01;

/**
 * @author PeiroJack
 * @create 2020-05-02 21:12
 */
public class Race implements Runnable{

    private static String winner;

    @Override
    public void run() {
        for (int i = 1; i <= 100; i++) {

            if(Thread.currentThread().getName().equals("兔子")&&i%10 ==0){
                try {
                    Thread.sleep(10);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }

                //判断比赛是否结束
            boolean flag =gameOver(i);
            //如果比赛结束,跳出循环
            if (flag){
                break;
            }
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"-->跑了"+i+"步");
        }
    }

    //判断是否完成比赛
    private boolean gameOver(int steps){
        //判断是否有胜利者
        if (winner!=null){
            return true;
        }else {
            if (steps >= 100){
                winner = Thread.currentThread().getName();
                System.out.println("winner is "+winner);
                return true;
            }
        }
        return false;
    }

    public static void main(String[] args) {
        Race race = new Race();

        new Thread(race,"兔子").start();
        new Thread(race,"乌龟").start();
    }
}

Callable

实现Callable接口(了解即可)

实现Callable接口，需要返回值类型
重写call方法，需要抛出异常
创建目标对象
创建执行服务: ExecutorService ser = Executors.newFixedThreadPool(1);
提交执行: Future result1 = ser.submit(t1);
获取结果: boolean r1 = result1.get()
关闭服务: ser.shutdownNow();

演示:利用callable改造下载图片案例

静态代理

静态代理模式总结:
真实对象和代理对象都要实现同一个接口
代理对象要代理真实角色

好处:

代理对象可以做很多真实对象做不了的事情
真实对象专注做自己的事情

/**
 * @author PeiroJack
 * @create 2020-05-02 21:38
 */

//静态代理模式总结:
//真实对象和代理对象都要实现同一个接口
//代理对象要代理真实角色


//好处:
//代理对象可以做很多真实对象做不了的事情
//真实对象专注做自己的事情


public class StaticProxy {
    public static void main(String[] args) {
        //Runnable
        new Thread(()-> System.out.println("我爱你")).start();
        new WeddingCompany(new You()).HappyMarry();

        You you = new You();
        WeddingCompany weddingCompany = new WeddingCompany(you);
        weddingCompany.HappyMarry();
    }
}

interface Marry {
    void HappyMarry();
}

//真实角色,你去结婚
class You implements Marry {

    @Override
    public void HappyMarry() {
        System.out.println("你要结婚了,超开心");
    }
}

//代理角色,帮助你结婚
class WeddingCompany implements Marry {

    //代理谁--->真实目标角色
    private Marry target;

    public WeddingCompany(Marry target) {
        this.target = target;
    }

    @Override
    public void HappyMarry() {
        before();
        this.target.HappyMarry();//这就是真实对象
        after();
    }

    private void after() {
        System.out.println("结婚之后,收尾款");
    }

    private void before() {
        System.out.println("结婚之前,布置现场");
    }
}

Lamda表达式

λ希腊字母表中排序第十一位的字母，英语名称为L ambda
避免匿名内部类定义过多

其实质属于函数式编程的概念

(params) -> expression [表达式]
(params) -> statement [ 语句]
(params) -> { statements }

为什么要使用lambda表达式

避免匿名内部类定义过多
可以让你的代码看起来很简洁
去掉了 -堆没有意义的代码,只留下核心的逻辑。
也许你会说，我看了Lambda表达式，不但不觉得简洁，反而觉得更乱，看不懂了。那是因为我们还没有习惯，用的多
了，看习惯了，就好了。
理解Functional Interface ( 函数式接口)是学习Java8 lambda表达式的关键所在。
函数式接口的定义:
任何接口，如果只包含唯一个抽象方法，那么它就是一个函数式接口。
对于函数式接口，我们可以通过lambda表达式来创建该接口的对象。

package com.kuang.lambda;

/**
 * @author PeiroJack
 * @create 2020-05-02 22:29
 */
public class TestLambda2 {
    static class Love implements ILove{

        @Override
        public void love(int a) {
            System.out.println("I Love You-->"+a);
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        ILove love = new Love();
        love.love(1);

        Love love2 = new Love();
        love2.love(2);

        ILove iLove = new ILove() {

            @Override
            public void love(int a) {
                System.out.println("I Love You-->" + a);
            }
        };
        iLove.love(3);

//        //Lambda表达式
//         love = (int a)->{
//            System.out.println("I Love You-->" + a);
//        };
//
//        //简化:1.参数类型
//        love = (a)->{
//            System.out.println("I Love You-->" + a);
//        };
//
//        //简化:2.简化符号
//        love = a->{
//            System.out.println("I Love You-->" + a);
//        };

        //简化:3.简化花括号
        love = a->System.out.println("I Love You-->" + a);

        //总结:
        //lambda表达式只能有一行代码的情况下才能简化成为一行，如果有多行，那么就用代码块包裹。
        // 前提是接口为函数式接口
        //多个参数也可以去掉参数类型，要去掉就都去掉,必须加上括号


        love.love(520);


    }

}

interface ILove{
    void love(int a);
}

class Love implements ILove{

    @Override
    public void love(int a) {
        System.out.println("I Love You-->"+a);
    }
}

线程状态

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[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-gDQKBVSV-1588690736876)(C:\Users\Hpr\Desktop\求职之路\狂神学Java\pic\QQ截图20200502224605.png)]

停止线程

不推荐使用JDK提供的stop()、destroy()方法。[已废弃]
推荐线程自己停止下来
建议使用一个标志位进行终止变量

当flag=false,则终止线程运行。

测试stop

建议线程正常停止—>利用次数,不建议死循环。
建议使用标志位—>设置一个标志位
不要使用stop或者destroy等过时或者JDK不建议使用的方法

package com.kuang.state;

/**
 * @author PeiroJack
 * @create 2020-05-02 22:50
 */
//测试stop
//1.建议线程正常停止--->利用次数,不建议死循环。
//2.建议使用标志位--->设置一个标志位
//3.不要使用stop或者destroy等过时或者JDK不建议使用的方法

public class Teststop implements Runnable{

    private boolean flag = true;

    @Override
    public void run() {
        int i = 0;
        while (flag){
            System.out.println("run...Thread"+i++);
        }
    }

    public void stop(){
        this.flag = false;
    }

    public static void main(String[] args) {
        Teststop teststop = new Teststop();
        new Thread(teststop).start();

        for (int i = 0; i < 1000; i++) {
            System.out.println("main"+i);
            if (i==900){
                //调用stop方法切换标志位,让线程停止
                teststop.stop();
                System.out.println("线程该停止了");
            }
        }

    }

}

线程休眠

sleep (时间)指定当前线程阻塞的毫秒数;
sleep存在异常InterruptedException;
sleep时间达到后线程进入就绪状态;
sleep可以模拟网络延时,倒计时等。
每一个对象都有一个锁，sleep不会释放锁;

package com.kuang.state;


import java.text.SimpleDateFormat;
import java.util.Date;

/**
 * @author PeiroJack
 * @create 2020-05-02 23:11
 */
//模拟倒计时...
public class TestSleep2 {


    public static void main(String[] args) {
        //打印当前系统时间
        Date startTime = new Date(System.currentTimeMillis());//获取系统当前时间

        while (true){
            try {
                Thread.sleep(1000);
                System.out.println(new SimpleDateFormat("HH:mm:ss").format(startTime));
                startTime = new Date(System.currentTimeMillis());//更新当前时间
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }

    }
    //模拟倒计时
    public static void tenDown() throws InterruptedException {
        int num =10;
        while (true){
            Thread.sleep(1000);
            System.out.println(num--);
            if (num<=0)break;
        }
    }


}

线程礼让

礼让线程，让当前正在执行的线程暂停，但不阻塞
将线程从运行状态转为就绪状态
让cpu重新调度,礼让不一定成功!看CPU心情

package com.kuang.state;

/**
 * @author PeiroJack
 * @create 2020-05-03 7:15
 */
public class TestYield {
    public static void main(String[] args) {
        MyYield myYield = new MyYield();

        new Thread(myYield,"a").start();
        new Thread(myYield,"b").start();

    }
}

class MyYield implements Runnable{

    @Override
    public void run() {
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"线程开始执行");
        Thread.yield();//礼让
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"线程停止执行");
    }
}

Join

◆Join合并线程，待此线程执行完成后，再执行其他线程，其他线程阻塞

package com.kuang.state;

/**
 * @author PeiroJack
 * @create 2020-05-03 7:21
 */
public class TestJoin implements Runnable{


    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 100; i++) {
            System.out.println("线程vip来了"+i);
        }
    }

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        TestJoin testJoin = new TestJoin();
        Thread thread = new Thread(testJoin);
        thread.start();

        for (int i = 0; i < 500; i++) {
            if (i==200){
                thread.join();//插队
            }
            System.out.println("主线程"+i);
        }
    }
}

线程状态

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-acFrjX9j-1588690736879)(C:\Users\Hpr\Desktop\求职之路\狂神学Java\pic\QQ截图20200503074154.png)]

package com.kuang.state;

/**
 * @author PeiroJack
 * @create 2020-05-03 7:30
 */

//观察测试线程的状态
public class TestState {
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        Thread thread = new Thread(() -> {
            for (int i = 0; i < 5; i++) {
                try {
                    Thread.sleep(1000);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
            System.out.println("/////////////");
        });

        //观察状态
        Thread.State state = thread.getState();
        System.out.println(state);  //new

        //观察启动后
        thread.start(); //启动线程
        state= thread.getState();   //runable
        System.out.println(state);

        while (state != Thread.State.TERMINATED){
            Thread.sleep(1000);
            state = thread.getState(); //更新
            System.out.println(state);
        }

        //死亡的线程不能被再次调用
//        thread.start();

    }
}

线程优先级

Java提供-个线程调度器来监控程序中启动后进入就绪状态的所有线程，线程调度器按照优先级决定应该调度哪个线程来执行。
线程的优先级用数字表示，范围从1~10.
- Thread.MIN_ PRIORITY = 1;
- Thread.MAX_ PRIORITY= 10;
- Thread.NORM_ PRIORITY = 5;
使用以下方式改变或获取优先级
- getPriority() . setPriority(int xxx)

package com.kuang.state;

/**
 * @author PeiroJack
 * @create 2020-05-03 7:45
 */
//测试线程的优先级
public class TestPriority extends Thread{
    public static void main(String[] args) {
        MyPriority myPriority = new MyPriority();

        Thread t1 = new Thread(myPriority);
        Thread t2 = new Thread(myPriority);
        Thread t3 = new Thread(myPriority);
        Thread t4 = new Thread(myPriority);
        Thread t5 = new Thread(myPriority);

        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"--->"+Thread.currentThread().getPriority());

        t1.setPriority(Thread.MIN_PRIORITY);
        t1.start();

        t2.setPriority(Thread.MAX_PRIORITY);
        t2.start();

        t3.setPriority(Thread.NORM_PRIORITY);
        t3.start();

        t4.setPriority(8);
        t4.start();

        t5.setPriority(6);
        t5.start();

    }

}

class MyPriority implements Runnable{

    @Override
    public void run() {
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"--->"+Thread.currentThread().getPriority());
    }
}

守护(daemon)线程

线程分为用户线程和守护线程
虚拟机必须确保用户线程执行完毕
虚拟机不用等待守护线程执行完毕
如，后台记录操作日志，监控内存，垃圾回收等待…

package com.kuang.state;

/**
 * @author PeiroJack
 * @create 2020-05-03 8:03
 */
public class TestDaemon {
    public static void main(String[] args) {
        You you = new You();
        Daemon daemon = new Daemon();

        Thread thread = new Thread(daemon);
        thread.setDaemon(true);     //默认是false表示用户线程,正常的线程都是用户线程
        thread.start();     //守护线程启动

        new Thread(you).start();    //用户线程启动


    }

}

class Daemon implements Runnable{

    @Override
    public void run() {
        while (true){
            System.out.println("上帝守护着你!");
        }
    }
}

class You implements Runnable{

    @Override
    public void run() {

        for (int i = 0; i < 50; i++) {
            System.out.println("快乐的生活着!");
        }
        System.out.println("===============goodBye World===============");
    }
}

线程同步(重点)

由于同一进程的多个线程共享同一块存储空间,在带来方便的同时，也带来了访问冲突问题,为了保证数据在方法中被访问时的正确性,在访问时加入锁机制synchronized ,当-个线程获得对象的排它锁,独占资源,其他线程必须等待，
使用后释放锁即可. 存在以下问题:
- 一个线程持有锁会导致其他所有需要此锁的线程挂起;
- 在多线程竞争下,加锁,释放锁会导致比较多的上下文切换和调度延时，引起性能问题;
- 如果一个优先级高的线程等待一个优先级低的线程释放锁会导致优先级倒置，引起性能问题.

取钱问题

package com.kuang.syn;

/**
 * @author PeiroJack
 * @create 2020-05-03 12:14
 */

//不安全的取钱
    //两个人去银行取钱,账号
public class UnsafeBank {
    public static void main(String[] args) {
        Account account = new Account(100, "结婚基金");

        Drawing You = new Drawing(account, 50, "你");
        Drawing girlFriend = new Drawing(account, 100, "girlFriend");

        You.start();
        girlFriend.start();
    }
}

//账号
class Account{
    //余额
    int money;
    //卡名
    String name;



    public Account(int money, String name) {
        this.money = money;
        this.name = name;
    }
}

//模拟取款
class Drawing extends Thread{
    Account account;//账号
    int drawingMoney;//取了多少钱
    int nowMoney;//手里的钱

    public Drawing(Account account, int drawingMoney, String name) {
        super(name);
        this.account = account;
        this.drawingMoney = drawingMoney;
    }

    //取钱
    @Override
    public void run() {
        //判断有没有钱
        if (account.money-drawingMoney < 0){
            System.out.println(this.getName()+"钱不够了,取不了");
            return;
        }
        //sleep可以放大线程的发生性
        try {
            Thread.sleep(1000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }

        //卡内余额  -= 你取的钱
        account.money=account.money-drawingMoney;
        //手里的钱 +=取出来的钱
        nowMoney = nowMoney +drawingMoney;

        System.out.println(account.name+"余额为:"+account.money);
        //Thread.currentThread.getName() = this.getName()
        System.out.println(this.getName()+"手里的钱"+nowMoney);
    }
}

买票问题

package com.kuang.syn;

/**
 * @author PeiroJack
 * @create 2020-05-03 12:04
 */
//不安全的买票
public class UnsafeBuyTicket {
    public static void main(String[] args) {
        BuyTicket station = new BuyTicket();
        new Thread(station,"苦逼的我").start();
        new Thread(station,"牛逼的你们").start();
        new Thread(station,"可恶的黄牛党").start();
    }
}

class BuyTicket implements Runnable{

    //票
    private int ticketNums=10;

    //停止标志
    boolean flag = true;

    @Override
    public void run() {
        //买票
        while (true){
            buy();
        }
    }

    private void buy(){
        //判断是否买票
        if (ticketNums<=0){
            flag = false;
            return;
        }
        //模拟延时
        try {
            Thread.sleep(100);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }

        //买票
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"买到了邓紫棋的票"+ticketNums--);
    }
}

ArrayList线程不安全

package com.kuang.syn;

import java.util.ArrayList;

/**
 * @author PeiroJack
 * @create 2020-05-03 12:35
 */
public class UnsafeList {
    public static void main(String[] args) {
        ArrayList<String> list = new ArrayList<>();
        for (int i = 0; i < 10000; i++) {
            new Thread(()->{
                list.add(Thread.currentThread().getName());
            }).start();
        }
        try {
            Thread.sleep(3000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println(list.size());
    }
}

同步方法

由于我们可以通过private关键字来保证数据对象只能被方法访问,所以我们只需要针对方法提出一套机制,这套机制就是synchronized关键字,它包括两种用法:synchronized方法和synchronized块.
- 同步方法: public synchronized void method(int args) {}
synchronized方法控制对“对象”的访问, 每个对象对应一把锁,每个synchronized方法都必须获得调用该方法的对象的锁才能执行,否则线程会阻塞, 方法一旦执行,就独占该锁,直到该方法返回才释放锁,后面被阻塞的线程才能获得这个锁,继续执行
- 缺陷:若将一个大的方法申明为synchronized将会影响效率

package com.kuang.syn;

/**
 * @author PeiroJack
 * @create 2020-05-03 12:04
 */
//不安全的买票
public class UnsafeBuyTicket {
    public static void main(String[] args) {
        BuyTicket station = new BuyTicket();
        new Thread(station,"苦逼的我").start();
        new Thread(station,"牛逼的你们").start();
        new Thread(station,"可恶的黄牛党").start();
    }
}

class BuyTicket implements Runnable{

    //票
    private int ticketNums=10;

    //停止标志
    boolean flag = true;

    @Override
    public void run() {
        //买票
        while (true){
            buy();
        }
    }

    //synchronized 同步方法，锁的是this
    private synchronized void buy(){
        //判断是否买票
        if (ticketNums<=0){
            flag = false;
            return;
        }
        //模拟延时
        try {
            Thread.sleep(100);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }

        //买票
        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"买到了邓紫棋的票"+ticketNums--);
    }
}

同步块

同步块: synchronized (Obj ){}
Obj称之为同步监视器
- Obj可以是任何对象,但是推荐使用共享资源作为同步监视器
- 同步方法中无需指定同步监视器,因为同步方法的同步监视器就是this ,就是这个对象本身,或者是class [反射中讲解]
同步监视器的执行过程

第一个线程访问,锁定同步监视器,执行其中代码.
第二个线程访问,发现同步监视器被锁定, 无法访问.
第一个线程访问完毕,解锁同步监视器.
第二个线程访问，发现同步监视器没有锁,然后锁定并访问

package com.kuang.syn;

/**
 * @author PeiroJack
 * @create 2020-05-03 12:14
 */

//不安全的取钱
    //两个人去银行取钱,账号
public class UnsafeBank {
    public static void main(String[] args) {
        Account account = new Account(100, "结婚基金");

        Drawing You = new Drawing(account, 50, "你");
        Drawing girlFriend = new Drawing(account, 100, "girlFriend");

        You.start();
        girlFriend.start();
    }
}

//账号
class Account{
    //余额
    int money;
    //卡名
    String name;



    public Account(int money, String name) {
        this.money = money;
        this.name = name;
    }
}

//模拟取款
class Drawing extends Thread{
    Account account;//账号
    int drawingMoney;//取了多少钱
    int nowMoney;//手里的钱

    public Drawing(Account account, int drawingMoney, String name) {
        super(name);
        this.account = account;
        this.drawingMoney = drawingMoney;
    }

    //synchronized 锁的是this
    //取钱
    @Override
    public void run() {
        synchronized (account){
            //判断有没有钱
            if (account.money-drawingMoney < 0){
                System.out.println(this.getName()+"钱不够了,取不了");
                return;
            }
            //sleep可以放大线程的发生性
            try {
                Thread.sleep(1000);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }

            //卡内余额  -= 你取的钱
            account.money=account.money-drawingMoney;
            //手里的钱 +=取出来的钱
            nowMoney = nowMoney +drawingMoney;

            System.out.println(account.name+"余额为:"+account.money);
            //Thread.currentThread.getName() = this.getName()
            System.out.println(this.getName()+"手里的钱"+nowMoney);
        }

    }
}

JUC的线程安全集合

package com.kuang.syn;

import java.util.concurrent.CopyOnWriteArrayList;

/**
 * @author PeiroJack
 * @create 2020-05-03 12:57
 */
//测试JUC安全类型的集合
public class TestJUC {
    public static void main(String[] args) {
        CopyOnWriteArrayList<String> list = new CopyOnWriteArrayList<>();
        for (int i = 0; i < 10000; i++) {
            new Thread(()->{
                list.add(Thread.currentThread().getName());
            }).start();
        }
        try {
            Thread.sleep(3000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        System.out.println(list.size());
    }
}

死锁

多个线程各自占有一-些共享资源,并且互相等待其他线程占有的资源才能运行,而导致两个或者多个线程都在等待对方释放资源,都停止执行的情形. 某一个同步块同时拥有“两个以上对象的锁”时,就可能会发生“死锁”的问题.

package com.kuang.thread;

/**
 * @author PeiroJack
 * @create 2020-05-03 13:08
 */
//死锁:多个线程互相抱着对方需要的资源, 然后形成僵持.
public class DeadLock {
    public static void main(String[] args) {
        MakeUp g1 = new MakeUp(0,"灰姑凉");
        MakeUp g2 = new MakeUp(1,"白雪公主");

        g1.start();
        g2.start();
    }
}

//口红
class Lipstick{

}

//镜子
class Mirror{

}

class MakeUp extends Thread{
    //需要的资源只有一份,用static来保证只有一份
    static Lipstick lipstick = new Lipstick();
    static Mirror mirror = new Mirror();

    int choice;//选择
    String girlName;//使用化妆品的人

    public MakeUp(int choice, String girlName) {
        this.choice = choice;
        this.girlName = girlName;
    }

    private void makeup(){
        if (choice==0){
            synchronized(lipstick){//获取口红的锁
                System.out.println(this.getName()+"获取了口红的锁");
                try {
                    Thread.sleep(1000);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                synchronized (mirror){//获取镜子的锁
                    System.out.println(this.getName()+"获取了化妆品的锁");
                }
            }
        }else{
            synchronized(mirror){//获取镜子的锁
                System.out.println(this.getName()+"获取了化妆品的锁");
                try {
                    Thread.sleep(3000);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                synchronized (lipstick){//获取口红的锁
                    System.out.println(this.getName()+"获取了口红的锁");
                }
            }
        }
    }

    @Override
    public void run() {
        makeup();
    }
}

死锁避免方法

产生死锁的四个必要条件: .

互斥条件:一个资源每次只能被一个进程使用。
请求与保持条件:一个进程因请求资源而阻塞时，对已获得的资源保持不放。
不剥夺条件 :进程已获得的资源，在末使用完之前，不能强行剥夺。
循环等待条件 :若干进程之间形成一-种头尾相接的循环等待资源关系。

上面列出了死锁的四个必要条件，我们只要想办法破其中的任意一个或多个条件就可以避免死锁发生

package com.kuang.thread;

/**
 * @author PeiroJack
 * @create 2020-05-03 13:08
 */
//死锁:多个线程互相抱着对方需要的资源, 然后形成僵持.
public class DeadLock {
    public static void main(String[] args) {
        MakeUp g1 = new MakeUp(0,"灰姑凉");
        MakeUp g2 = new MakeUp(1,"白雪公主");

        g1.start();
        g2.start();
    }
}

//口红
class Lipstick{

}

//镜子
class Mirror{

}

class MakeUp extends Thread{
    //需要的资源只有一份,用static来保证只有一份
    static Lipstick lipstick = new Lipstick();
    static Mirror mirror = new Mirror();

    int choice;//选择
    String girlName;//使用化妆品的人

    public MakeUp(int choice, String girlName) {
        this.choice = choice;
        this.girlName = girlName;
    }

    private void makeup(){
        if (choice==0){
            synchronized(lipstick){//获取口红的锁
                System.out.println(this.getName()+"获取了口红的锁");
                try {
                    Thread.sleep(1000);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
            synchronized (mirror){//获取镜子的锁
                System.out.println(this.getName()+"获取了化妆品的锁");
            }
        }else{
            synchronized(mirror){//获取镜子的锁
                System.out.println(this.getName()+"获取了化妆品的锁");
                try {
                    Thread.sleep(3000);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
            synchronized (lipstick){//获取口红的锁
                System.out.println(this.getName()+"获取了口红的锁");
            }
        }
    }

    @Override
    public void run() {
        makeup();
    }
}

Lock(锁)

从JDK 5.0开始，Java提供了更强大的线程同步机制一通过显式定义同步锁对象来实现同步。
同步锁使用L ock对象充当java.ticoncrrent.locks.Lock接口是控制多个线程对共享资源进行访问的工具。
锁提供了对共享资源的独占访问，每次只能有一个线程对L ock对象加锁，线程开始访问共享资源之前应先获得Lock对象
ReentrantLock类实现了Lock ，它拥有与synchronized相同的并发性和内存语义，在实现线程安全的控制中，比较常用的是ReentrantLock, 可以显式加锁、释放锁。

package com.kuang.highgrade;

import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;

/**
 * @author PeiroJack
 * @create 2020-05-03 13:32
 */
public class TestLock {
    public static void main(String[] args) {
        TestLock02 testLock02 = new TestLock02();

        new Thread(testLock02).start();
        new Thread(testLock02).start();
        new Thread(testLock02).start();
    }
}

class TestLock02 implements Runnable {

    private int ticket = 10;

    private final ReentrantLock lock = new ReentrantLock();

    @Override
    public void run() {
        while (true) {
            //加锁
            lock.lock();
            try {
                if (ticket > 0) {
                    try {
                        Thread.sleep(1000);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                    System.out.println(ticket--);
                } else {
                    break;
                }
            } finally {
                lock.unlock();//解锁
            }

        }
    }
}

synchronized与Lock的对比

Lock是显式锁(手动开启和关闭锁，别忘记关闭锁) synchronized是隐式锁，出了作用域自动释放
Lock只有代码块锁，synchronized有代码块锁和方法锁
使用Lock锁，JVM将花费较少的时间来调度线程，性能更好。并且具有更好的扩展性(提供更多的子类)
优先使用顺序:

Lock >同步代码块(已经进入了方法体，分配了相应资源) >同步方法(在方法体之外)

线程通信问题

生产者消费者问题

应用场景:生产者和消费者问题

假设仓库中只能存放- -件产品,生产者将生产出来的产品放入仓库,消费者将
仓库中产品取走消费.
如果仓库中没有产品,则生产者将产品放入仓库,否则停止生产并等待,直到
仓库中的产品被消费者取走为止.
如果仓库中放有产品,则消费者可以将产品取走消费,否则停止消费并等待,
直到仓库中再次放入产品为止.

线程通信-分析

这是一个线程同步问题,生产者和消费者共享同一个资源,并且生产者和消费者之间相互依赖,互为条件.

对于生产者,没有生产产品之前,要通知消费者等待.而生产了产品之后，又需要马_上通知消费者消费
对于消费者,在消费之后,要通知生产者已经结束消费,需要生产新的产品
以供消费.
在生产者消费者问题中,仅有synchronized是不够的
- synchronized可阻止并发更新同一个共享资源，实现了同步
- synchronized 不能用来实现不同线程之间的消息传递(通信)

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-RR8KBtNJ-1588690736880)(C:\Users\Hpr\Desktop\求职之路\狂神学Java\pic\QQ截图20200503150743.png)]

测试:生产者消费者模型–>利用缓冲区解决:管程法

package com.kuang.highgrade;

/**
 * @author PeiroJack
 * @create 2020-05-03 15:16
 */

//测试:生产者消费者模型-->利用缓冲区解决:管程法
public class TestPC {
    public static void main(String[] args) {
        SynContainer container = new SynContainer();

        new Productor(container).start();
        new Customer(container).start();
    }
}

//生产者
class Productor extends Thread{
    SynContainer container;

    public Productor(SynContainer container) {
        this.container = container;
    }

    //生产
    @Override
    public void run() {
        for (int i = 1; i <= 100; i++) {
            container.push(new Chicken(i));
            System.out.println("生产了"+i+"只鸡");
        }
    }
}

//消费者
class Customer extends Thread{
    SynContainer container;

    public Customer(SynContainer container) {
        this.container = container;
    }

    //消费
    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 100; i++) {
            System.out.println("消费了-->"+container.pop().id+"只鸡");
        }
    }
}

//产品
class Chicken{
    int id;//产品编号

    public Chicken(int id) {
        this.id = id;
    }
}

//缓冲区
class SynContainer{

    //容器大小
    Chicken[] chickens = new Chicken[10];

    //容器计数器
    int count = 0;

    //生产者放入产品
    public synchronized void push(Chicken chicken){
        //如果容器满了,就需要等待消费者消费
        if(count==chickens.length){
            //通知消费者消费,生产等待
            try {
                this.wait();
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }

        }
        //如果容器没满,我们就需要丢入产品
        chickens[count++] = chicken;

        //通知消费者可以消费了
        this.notifyAll();
    }

    //消费者消费产品
    public synchronized Chicken pop(){
        //判断能否消费
        if (count == 0){
            //等待生产者生产,消费者等待
            try {
                this.wait();
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }

        //如果可以消费
        count--;
        Chicken chicken = chickens[count];

        //吃完了,通知生产者生产
        this.notifyAll();
        return chicken;
    }

}

信号灯法,标志位解决

package com.kuang.highgrade;

/**
 * @author PeiroJack
 * @create 2020-05-03 15:39
 */

//信号灯法,标志位解决
public class TestPC2 {
    public static void main(String[] args) {
        TV tv = new TV();

        new Player(tv).start();
        new Watcher(tv).start();
    }
}

//生产者-->演员
class Player extends Thread{
    TV tv;

    public Player(TV tv) {
        this.tv = tv;
    }

    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 20; i++) {
            if (i%2==1){
                this.tv.play("快乐大本营");
            }else{
                this.tv.play("广告:抖音");
            }
        }
    }
}

//消费者-->观众
class Watcher extends Thread{
    TV tv;

    public Watcher(TV tv) {
        this.tv = tv;
    }

    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 20; i++) {
            tv.watch();
        }
    }
}

//产品--->节目
class TV{
    //演员表演,观众观看 T
    //观众观看,演员等待 F

    String voice;   //表演节目
    boolean flag = true;

    //表演
    public synchronized void play(String voice){
        if (!flag){
            try {
                this.wait();
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
        System.out.println("演员表演"+voice);

        this.voice = voice;
        this.flag = !flag;
        //唤醒观众
        this.notifyAll();
    }

    //观看
    public synchronized void watch( ){
        if ((flag)) {
            try {
                this.wait();
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
        System.out.println("观众观看了"+this.voice);
        this.flag = !flag;
        //呼叫演员表演
        this.notifyAll();

    }
}

使用线程池

背景:经常创建和销毁、使用量特别大的资源，比如并发情况下的线程，对性能影响很大。
思路:提前创建好多个线程，放入线程池中，使用时直接获取，使用完放回池中。
可以避免频繁创建销毁、实现重复利用。类似生活中的公共交通工具。
好处:
- 提高响应速度(减少了创建新线程的时间)
- 降低资源消耗(重复利用线程池中线程，不需要每次都创建)
- 便于线程管理(…
  corePoolSize:核心池的大小
  maximumPoolSize:最大线程数
  keepAlive Time:线程没有任务时最多保持多长时间后会终止
JDK 5.0起提供了线程池相关APl: ExecutorService 和Executors
- ExecutorService: 真正的线程池接口。常见子类ThreadPoolExecutor
- void execute(Runnable command) :执行任务/命令,没有返回值，-般用来执行Runnable
- Future submit(Callable task):执行任务，有返回值，一般又来执行Callable
- void shutdown() :关闭连接池
Executors: 工具类、线程池的工厂类，用于创建并返回不同类型的线程池

package com.kuang.highgrade;

import java.util.concurrent.Executor;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;

/**
 * @author PeiroJack
 * @create 2020-05-03 16:04
 */
//测试线程池
public class TestPool {
    public static void main(String[] args) {
        //1.创建服务,创建线程池
        //newFixedThreadPool 参数为线程池大小
        ExecutorService service = Executors.newFixedThreadPool(10);

        //执行runnable的实现类
        service.execute(new MyThread());
        service.execute(new MyThread());
        service.execute(new MyThread());
        service.execute(new MyThread());

        //2.关闭连接
        service.shutdown();
    }

}

class MyThread implements Runnable{

    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 100; i++) {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+i);
        }
    }
}

总结

package com.kuang.highgrade;

import java.util.concurrent.Callable;
import java.util.concurrent.ExecutionException;
import java.util.concurrent.FutureTask;

/**
 * @author PeiroJack
 * @create 2020-05-03 16:29
 */
public class ThreadNew {
    public static void main(String[] args) {
        new MyThread1().start();
        new Thread(new MyThread2()).start();

        FutureTask<Integer> futureTask = new FutureTask<Integer>(new MyThread3());
        new Thread(futureTask).start();
        try {
            System.out.println(futureTask.get());
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (ExecutionException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

class MyThread1 extends Thread {
    @Override
    public void run() {
        System.out.println("MyThread1");
    }
}

class MyThread2 implements Runnable {

    @Override
    public void run() {
        System.out.println("MyThread2");
    }
}

class MyThread3 implements Callable<Integer> {

    @Override
    public Integer call() throws Exception {
        System.out.println("MyThread3");
        return 100;
    }
}